管材環(huán)剛度選擇計算

埋地聚乙烯塑鋼纏繞排水管環(huán)剛度等級選擇計算根據(jù)塑鋼纏繞管管道工程技術(shù)規(guī)程規(guī)定：埋地塑鋼纏繞管在外壓力作用下其豎向直徑的變形率應(yīng)小于管道直徑允許變形率5%。1）2）即：&=d,maxx100%1）2）D1e<5%式中W――管道在荷載準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形量（m）。d,max管道在荷載準(zhǔn)永久組合作用下的最大豎向變形量W 可按下式計算：d,maxK（F+QqD）W=D-

d，maxL8S+0.061Epd式中K――管道變形系數(shù)，根據(jù)管道敷設(shè)基礎(chǔ)中心角2a按附錄表1選用;dDl——變形滯后效應(yīng)系數(shù)，取值1.4F 每延米管道上管頂?shù)呢Q向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（KN/m）；SV，k?,——可變荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)，取0.5；qvk單個輪壓傳遞到管頂處的豎向壓力與地面堆積載荷的大值；vkSp 管材環(huán)剛度（kN/m2）；Ed 管側(cè)土的綜合變形模量（kN/m2）。一、作用在管道每延米上的豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值F,可按下式計算:SV，kF=r-HD=18*H*DSV，K ss1 s1式中r 回填土的重力密度，可取18KN/m3；sH 管頂至設(shè)計地面的覆土高度（m）；sD 管道的外徑（m）。1根據(jù)上式可計算不同覆土高度情況下的作用在管道上豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（見下表）:

表1：作用在管道上豎向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值管頂覆土厚度H(m)sF (KN/m)SV,k1.018.0D11.527.0D12.036.0D12.545.0D13.054.0D13.563.0D14.072.0D14.581.0D15.090.0D1二、作用在管道上的可變作用取地面車輛荷載與地面堆積載荷的大值，地面車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值按城-B級考慮(參照04S520,埋地塑料排水管道施工標(biāo)準(zhǔn)圖集),作用在管道上的可變作用標(biāo)準(zhǔn)值見表2：表2：作用在管道上的可變作用標(biāo)準(zhǔn)值H(m)s城-A①q*qvk*Dl(KN/m)城-B①q*qvk*D1(KN/m)地面堆載①q*qvk*D1(KN/m)1.018.37D112.76D15D11.511.20D18.90D15D12.07.90D16.81D15D12.55.93D15.39D15D13.04.64D14.38D15D13.55D14.05D14.55D15.05D1三、計算管側(cè)土的綜合變形模量Ed

管側(cè)土的綜合變形模量Ed，可按下列公式計算:Ede:-1r Ea+a e-1 2En式中E 管側(cè)回填土在要求壓實密度時相應(yīng)的變形模量（MPa）；eE 溝槽兩側(cè)原狀土的變形模量（MPa）；nz――綜合修正系數(shù)；a、a 與B（管中心處溝槽寬度）和D（管外徑）的比值有關(guān)的12r1計算參數(shù)，可按附錄表2確定?？傻茫篍d EeEd可得：Ed EeEd——Ea+a e~1 2En即：Ed— 1aa1+2-nEeE現(xiàn)考慮B=2時的綜合變形模量Ed：Dd1查附表2得：a=0.435a=0.565得：E1 2 d0.435 0.565+EeEn當(dāng)回填土選用中粗砂，密實度達(dá)到90%以上時，E取值5MPa；e根據(jù)地勘資料，以及設(shè)計情況，對E取一保守值7MPa；n可得：Ed=5.96MPa四、計算管道變形根據(jù)設(shè)計圖，管道埋深在3.0m?5.0m之間，覆土高度在2.0m?4.5m之間,所以H按最不利工況考慮取值4.5m；K按2a取90°時取值0.096；F取值sdSV，k81D1,①q*qvk*Dl取值5D1。初選環(huán)剛度為SN8,管道的豎向變形量：

W K(F W K(F +QqD)￡=—d,maxX100%=D_Ld 血qvk\1D L$s+0.061E加1 p d10.096(18*4.5+5)1.50^8*Hs+①q)qvk 二8*8+0.061*5.9*10001.5 =2.9%V5%8*8+0.061*5.9*1000五、結(jié)論：如果該工程地質(zhì)條件，溝槽設(shè)計以及回填設(shè)計工況能夠符合上述計算條件，選用SN8級的塑鋼纏繞管是可靠的。塑料管道承受外部荷載的能力不僅取決于管材的性能，而且很大程度上取決于管道兩側(cè)回填土的密實度，所以在設(shè)計中要選用能夠達(dá)到規(guī)定密實度的回填材料，在施工中要選用正確的施工方法，以保證回填土的密實度達(dá)到設(shè)計要求。設(shè)計時也要充分考慮現(xiàn)場條件以及施工質(zhì)量與設(shè)計值的差距。鄭重聲明：上述計算僅作為參考，設(shè)計人員需要根據(jù)現(xiàn)場情況復(fù)核。附表1管道變形系數(shù)Kd敷設(shè)基礎(chǔ)中心角2a20°45°60°90°120°150°變形系數(shù)0.1090.1050.1020.0960.0890.083附表2計算參數(shù)a及a12B-rD11.52.02.53.04.05.0a0.2520.4350.5720.6800.8380.948ia0.7480.5650.4280.3200.1620.0522附表3管側(cè)回填土和槽側(cè)原狀土變形模量（MPa）弋、回填土壓實\系數(shù)（%）\原裝土標(biāo)準(zhǔn)貫、'入錘擊數(shù)N\ 63.5土的類別\8590951004〈NW1414〈NW2424〈N